Тема закрыта
Нефедов С.Н.
УЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ В СУДЕБНОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ И СПОСОБЫ ЕЁ ОЦЕНИВАНИЯ
Ключевые слова: международный стандарт ISO/IEC 17025, неопределенность измерения, руководство по оцениванию, судебная экспертиза.
Keywords: international standard ISO/IEC 17025, uncertainty of measurement, assessment Handbook, forensics.
В настоящее время в большинстве государств проводятся работы по внедрению в практику работы судебно-экспертных учреждений (СЭУ) международного стандарта ISO/IEC 17025 1. Одним из обязательных требований данного стандарта является оценка неопределенности измерений/испытаний, которые выполняются в лаборатории. В том числе это требование содержится в руководстве по использованию стандарта ISO/IEC 17025 в СЭУ2. Документы различных международных организаций рекомендуют несколько способов оценки неопределенности измерений.
Основным международным документом по оценке неопределенности измерений является «Руководство по выражению неопределенности измерения»3, которое обычно сокращенно называют GUM (от английского названия документа). Неопределенность измерения есть параметр, связанный с результатом измерения, характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине.
GUM допускает использование либо стандартной неопределенности, либо расширенной неопределенности.
Стандартная неопределенность - неопределенность результата измерения, определяемая как среднее квадратическое отклонение - СКО.
Расширенная неопределенность - величина, определяющая интервал вокруг результата измерения, в пределах которого находится большая часть распределения значений, которые с достаточным основанием (уровнем доверия, вероятностью) могут быть приписаны измеряемой величине.
Главная идея GUM заключается в том, что для любого измерения/испытания необходимо знать математическую модель (уравнение) которая связывает результат измерения (выходная величина) с входными параметрами (параметры, которые определяют результат измерения, или влияют на него, в том числе все поправки и поправочные множители).
Основными достоинствами подхода к оценке неопределённости измерений, рекомендуемого GUM, является его корректность, а также максимальное использование теоретических и априорных данных. Часто можно найти оценку неопределенности измерения без проведения дополнительных и дорогостоящих экспериментальных исследований. Однако для практического применения такой подход часто оказывается слишком сложным и требует громоздких расчетов. Иногда бывает не ясно, где и какие исходные данные необходимо брать для расчета, либо методика расчета оказывается неоправданно сложной.
Другой документ, широко используемый на практике, разработали две авторитетные международные организации в области аналитических измерений - EURACHEM и CITAC (Co-Operation on International Traceability in Analytical Chemistry) - Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК «Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях»4, в котором рассматриваются особенности оценки неопределенности в химии. В этой сфере обычно приходится использовать модель измерения типа «черный ящик». Кроме того, встречаются измерения, в которых результат зависит от используемой методики, такие методы в документе названы эмпирическими методами. Заметим, что аналогичная ситуация имеет место при проведении измерений/испытаний в некоторых других областях (например, испытание строительных материалов). В Руководстве ЕВРАХИМ/СИТАК рассматриваются особенности оценки неопределенности таких измерений. В целом в документе реализована концепция, принятая в GUM.
В серии стандартов ISO 5725 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений» (6 частей)5 используется статистический подход по определению точности измерений. Статистический подход не предполагает знания модели измерений (испытаний). Методика испытания представляет собой «черный ящик», который исследуется в круговом эксперименте, при этом анализируется только выходной сигнал системы (результат измерения/испытания) при изменении условий.
В качестве показателей точности в стандартах ISO 5725 используются: правильность и прецизионность.
____________________
1 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories, ISO/IEC 17025: 2005.
2 Guidelines for Forensic Science Laboratories, ILAC-G19:2002.
3 Evaluation of measurement data - Guide to the expression of uncertainty in measurement), JCGM 100:2008.
4 Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement. EURACHIM/CITAC Guide.2000.
5 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 1-6, ISO 5725-1-6: 1994 (1998 - Part 5).
Такие показатели в метрологии ранее широко не использовались, однако они в целом соответствуют привычным терминам: случайная и систематическая погрешность.
Исходными данными для расчета оценок по методикам стандартов ISO 5725 являются результаты, получаемые при проведении измерений/испытаний. Однако такой подход требует проведения очень большого количества межлабораторных измерений, поэтому он является очень затратным, и его применяют обычно при проведении валидации новых методик, причем далеко не всегда. Более того подход не позволяет найти результирующий показатель точности.
Расчет окончательного показателя качества измерений/испытаний в этом случае необходимо проводить в соответствии со стандартом ISO 217481, который использует подходы аналогичные GUM.
В Техническом отчете EUROLAB «Альтернативные подходы к оценке неопределенности измерений»2, кроме подходов GUM и стандартов ISO 5725 рассмотрены:
- внутрилабораторный подход с использованием контрольных карт;
- межлабораторный подход по результатам проверки квалификации (иногда называют профессиональное тестирование, на английском языке данная процедура называется proficiency tests).
Подробный анализ различных подходов к оценке неопределенности измерений, а также требования нормативных документов, действующих в СНГ, приведен в статье3.
Постоянный комитет по контролю качества и компетентности ENFSI разработал специальный документ QCC-UM-001 «Руководство по неопределенности измерений в количественном анализе и испытаниях»4. Во введении этого документа отмечено: «Знание неопределенности измерения результатов испытаний является принципиально важным для лабораторий, их заказчиков и всех учреждений, для использования этих результатов при сравнении. Компетентные лаборатории знают используемые методики испытаний и неопределенности получаемых результатов. Неопределенность результата измерения/испытания является очень важным показателем качества результата, методики испытания при их интерпретации».
Разработчики QCC-UM-001 признают, что в судебной экспертизе пока недостаточно опыта в вопросах оценки неопределенности измерений/испытания. Поэтому документ основывается на международных документах по оценке неопределенности и других показателей точности измерений общего применения, а кроме того при разработке учитывался опыт различных аккредитованных лабораторий, даже тех, которые работают в частном секторе и ориентированы на обеспечение прав потребителя.
Руководство по неопределенности измерений ENFSI QCC-UM-001 использует методы и подходы, которые используются в документах широкого применения.
Во введении авторы QCC-UM-001 отмечают, что «надо быть реалистами, поэтому мы должны понимать, что невозможно охватить все количественные аспекты оценки неопределенности измерений с учетом особенностей судебной экспертизы». Поэтому разработанная версия документа рассматривается как предварительная, которую необходимо расширять, однако в результате может оказаться, по мнению разработчиков, что окончательный вариант документа невозможно будет использовать.
Кроме того в разработанной версии QCC-UM-001 рассматриваются только количественные результаты. Однако отмечается, что существует настоятельная необходимость включения в руководство качественных (описательных) случаев. Предполагается, что качественные результаты будут рассматриваться на втором этапе или при обновлении руководства.
Основной раздел документа - раздел 3 «Процесс оценки неопределенности измерений» достаточно краткий (всего 4 страницы вместе с рассмотрением примеров). Учитывая краткость раздела, отсутствие в нем конкретных ссылок, а также то, что приведенные в разделе «Библиография» документы по оценке точности измерения общего применения содержат различные (альтернативные) подходы, представляется весьма затруднительным использование руководства QCC-UM-001 судебными экспертами.
Это подтверждается в Резюме документа (раздел 5), где сказано: «Если необходимы более глубокие сведения по данному вопросу, не рассмотренные в документе, надо использовать процедуры, описанные в руководстве ЕВРАХИМ/СИТАК, GUM и др.».
По-нашему мнению, руководство по оценке неопределенности измерений для судебных экспертов должно быть достаточно простым для применения и давать однозначные и понятные рекомендации судебным экспертам. В НПЦ Государственного комитета судебных экспертиз Республики Беларусь проводятся работы в данном направлении.
__________________
1 Guidance for the use of repeatability, reproducibility and trueness estimates in measurement uncertainty estimation, ISO 21748:2010.
2 Measurement uncertainty revisited: Alternative approaches to uncertainty evaluation. EUROLAB Technical Report No. 1/2007.
3 Нефедов С.Н. Оценка неопределенности измерений в судебно-экспертной деятельности.// Вопросы криминологии, криминалистики и судебной экспертизы. - Минск, Право и экономика, 2014 - 1 (35). - С.109-116.
4 Guidance for uncertainty of measurement in analyses or testing. QCC-UM-001, ENFSI, 2006.
Если результаты экспертизы представляют собой количественные значения некоторого параметра, то задача аналогична задаче оценки соответствия. При оценке соответствия проводится проверка, соответствует или не соответствует объект установленным требованиям (спецификации, нормативы и т.д.). На рисунке 1 приведены типичные ситуации, возникающие, когда результаты измерений используются для оценки соответствия верхнему заданному (допускаемому) пределу. Кривыми на рисунке условно показаны функции плотности вероятности, характеризующие степень возможных значений измеряемой величины, а горизонтальной линией - результат измерения.
Рисунок 1 - Оценка соответствия по верхнему пределу
В случаях А и Г решения принимаются однозначно: результаты измерений с учетом неопределенности находится в области допустимых значений контролируемого параметра (случай Г), либо вне него (случай А). В случаях Б и В принятие того или иного решения («соответствует» или «не соответствует») может приводить к ошибочному выводу, которые характеризуются вероятностями ошибок I и II рода (пропорциональны темной области на рис. 1).
Правила принятия окончательного решения должны быть четко определены документально и соответствовать допускаемым рискам1. Правила могут также содержать процедуру по рассмотрению повторных измерений и выбросов. Определение области принятия/отклонения гипотезы обычно проводит лаборатория, основываясь на правиле принятия решения и на доступной информации о неопределенности ее собственного результата измерения. К сожалению, соответствующие руководящие документы для большинства областей применения пока не разработаны.
В большинстве случаев результаты судебных экспертиз являются качественными (категорический вывод). Результаты измерений/испытаний являются первичной информацией и используются для принятия окончательного решения, которое эксперт принимает с учетом неопределенностей получаемых данных. В руководстве QCC-UM-001 эти вопросы не отражены.
Представляется целесообразным разработать соответствующий документ, который должен содержать общие рекомендации по учету неопределенности измерений в судебной экспертизе (оценки соответствующих рисков, рекомендации по проведению дополнительных исследований), кроме того данные вопросы должны отражаться в конкретных судебно-экспертных методиках и рекомендациях по проведению их валидации.
____________________
1 Evaluation of measurement data - The role of measurement uncertainty in conformity assessment, JCGM 106:2012.
